IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小,開(kāi)關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
在IGBT得到大力發(fā)展之前,功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET被用于需要快速開(kāi)關(guān)的中低壓場(chǎng)合,晶閘管、GTO被用于中高壓領(lǐng)域。MOSFET雖然有開(kāi)關(guān)速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn);但是,在200V或更高電壓的場(chǎng)合,MOSFET的導(dǎo)通電阻隨著擊穿電壓的增加會(huì)迅速增加,使得其功耗大幅增加,存在著不能得到高耐壓、大容量元件等缺陷。雙極晶體管具有優(yōu)異的低正向?qū)▔航堤匦裕m然可以得到高耐壓、大容量的元件,但是它要求的驅(qū)動(dòng)電流大,控制電路非常復(fù)雜,而且交換速度不夠快。
IGBT正是作為順應(yīng)這種要求而開(kāi)發(fā)的,它是由MOSFET(輸入級(jí))和PNP晶體管(輸出級(jí))復(fù)合而成的一種器件,既有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)(控制和響應(yīng)),又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(diǎn)(功率級(jí)較為耐用),頻率特性介于MOSFET與功率晶體管之間,可正常工作于幾十KHz頻率范圍內(nèi)?;谶@些優(yōu)異的特性,IGBT一直廣泛使用在超過(guò)300V電壓的應(yīng)用中,模塊化的IGBT可以滿(mǎn)足更高的電流傳導(dǎo)要求,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷提高,今后將有更大的發(fā)展。